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軸承知識
8DK28柴油機凸輪軸軸承故障原因分析

閻甲良

(陜西柴油機重工有限公司生產(chǎn)技術(shù)部)

2003年陜柴重工從大發(fā)公司引進了8DK28柴油機,廣泛用于船舶主機、輔機,單機功率為2500kW/750r/min。

但是在運行過程中,曾頻繁出現(xiàn)凸輪軸主軸承燒傷、拉傷事故現(xiàn)象,既給陜柴重工造成了嚴重的經(jīng)濟損失和名譽損失,同時也給客戶利益造成嚴重損失。

我們就該型機凸輪軸軸承故障的現(xiàn)象、產(chǎn)生原因及其對策進行具體分析,并對事故柴油機進行修復(fù)。

一、事故的現(xiàn)象

首例事故出現(xiàn)在神華煤駁上,2005年4月,該船從青島運煤到天津港途中,船員突然發(fā)現(xiàn)8DK28柴油機凸輪軸腔有煙霧冒出,并伴隨著一股刺鼻的焦糊味,并有壓力降低。

隨機立即停機檢查,發(fā)現(xiàn)該機10檔凸輪軸軸承全部燒傷。在隨后的3年時間里又先后有5臺機出現(xiàn)此類情況,直接經(jīng)濟損失近20萬元。

二、故障原因分析

為了查明事故真相避免此類故障的再次發(fā)生,本公司服務(wù)人員對所有凸輪軸、軸瓦、機身凸輪軸殼體進行了拆卸檢查,發(fā)現(xiàn)各檔凸輪軸軸瓦全部抱死在凸輪軸上,并隨凸輪軸一起旋轉(zhuǎn);對軸瓦拆卸檢查,發(fā)現(xiàn)軸瓦上有金屬末,軸瓦、凸輪軸表面有拉傷痕跡。

經(jīng)分析凸輪軸、軸瓦、軸承殼體磨損、燒傷、拉傷原因如下。

1.滑油品質(zhì)不良

統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)凡是出現(xiàn)此類事故的船上滑油品質(zhì)均未達到規(guī)定要求,鋁、釩等雜質(zhì)嚴重超標,鋁、釩等雜質(zhì)顆粒進入凸輪軸與軸瓦的間隙中,在外力作用下,Z終導(dǎo)致軸瓦拉傷、抱死和軸承殼體嚴重磨損。

2.滑油壓力不足

8DK28柴油機的潤滑路線為:

滑油總管的→曲軸→活塞→連桿→搖臂→凸輪軸,很明顯凸輪軸的潤滑處在整機潤滑的Z末端,經(jīng)過壓力損失后,經(jīng)測定該處滑油壓力僅為0.32MPa(規(guī)定0.5-0.6MPa),滑油壓力明顯不足,使凸輪軸潤滑不良,造成凸輪軸與軸瓦的干摩擦,Z后導(dǎo)致軸瓦和凸輪軸拉傷、燒傷。

因此滑油壓力不足是造成此類事故發(fā)生的重要原因。

3.軸瓦定位不良

從理論上講,軸瓦與凸輪軸軸承殼體應(yīng)為過盈配合,軸瓦冷套在軸承殼體內(nèi)孔中。

但是由于種種原因,軸承殼體內(nèi)孔或者軸瓦外徑往往會出現(xiàn)超差,造成凸輪軸軸承殼體與軸瓦形成間隙配合。

在柴油機運轉(zhuǎn)過程中,軸瓦與凸輪軸就一起旋轉(zhuǎn),使軸瓦潤滑油孔與軸承殼體的潤滑油孔不對中,造成滑油無法到達軸瓦表面,使軸瓦與凸輪軸之間無法形成油膜,造成兩者干摩擦,Z終使軸瓦和凸輪軸拉傷、異常磨損。

三、采取的措施

1.采購合格的潤滑油

督促船東根據(jù)柴油機說明書采購合格的潤滑油。

2.提高滑油壓力

加裝專門的滑油管直接到達凸輪軸軸承,以解決滑油壓力不足問題。

3.加裝凸輪軸軸瓦限位螺釘

8DKM-28柴油機在實船運行過程中多次發(fā)現(xiàn)凸輪軸瓦隨凸輪軸一起轉(zhuǎn)動、軸向竄動,造成凸輪軸瓦燒傷、抱死現(xiàn)象,為此,我們在相應(yīng)部位加裝了凸輪軸軸瓦限位螺釘,見圖1。

四、故障柴油機的修復(fù)

事故發(fā)生后,經(jīng)服務(wù)人員檢測,軸瓦、凸輪軸、軸承殼體(與機身鑄為一體)的磨損量都達到磨損極限,從理論上來講,此臺柴油機肯定報廢。

為了減少客戶和本公司的經(jīng)濟損失,我們采取措施對事故柴油機在船上進行了修復(fù)。

a.更換所有凸輪軸軸瓦。

b.根據(jù)測量結(jié)果對凸輪軸進行刷鍍,細砂紙打磨、拋光,使其Z終達到合格產(chǎn)品要求。

c.對軸承殼體進行冷焊、打磨、拋光、光照檢測處理,使其內(nèi)孔尺寸、各檔凸輪軸軸承孔同軸度都達到合格產(chǎn)品要求。

d.經(jīng)過以上修復(fù)后,Z終進行裝配、試車、試航。

其結(jié)果表明經(jīng)過修復(fù)后的柴油機完全達到新柴油機的品質(zhì)要求,跟新柴油機無任何區(qū)別。

五、結(jié)論

a.通過督促船東采購合格潤滑油,提高了柴油機滑油品質(zhì),杜絕了凸輪軸軸承拉傷、燒傷事故的發(fā)生;

b.通過加裝專門的滑油管,提高了凸輪軸潤滑油壓力,解決了凸輪軸與軸瓦干磨問題。

c.加裝限位螺釘,避免了凸輪軸軸瓦的軸向竄動和圓周運動,解決了凸輪軸軸瓦拉傷問題,提高了凸輪軸運轉(zhuǎn)的可靠性。

d.對故障柴油機的修復(fù),使本來報廢的柴油機起死回生,挽回了經(jīng)濟損失。

通過試車和實船驗證,采取以上措施完全滿足8DK28柴油機的使用要求。

采取以上措施之后,再未出現(xiàn)過凸輪軸拉傷、燒傷事故的發(fā)生;修復(fù)后的首例事故柴油機經(jīng)過7年實際運行,一切正常,沒有出現(xiàn)任何事故,證明我們的修復(fù)方法是可行的,并在其他系列柴油機上可以推廣應(yīng)用?

(來源:內(nèi)燃機)

發(fā)布時間:2022-08-05


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